一种直埋蒸汽保温管局部损伤在线监测的装置的制作方法

本发明属于超声检测技术领域，特别涉及一种直埋蒸汽保温管局部损伤在线监测的装置。

背景技术：

随着国家对热电联产、集中供热的大力推广，预制直埋蒸汽管道以其施工速度快、热损低以及利于市容美化等多项优点现已成为城市集中供热管网中普遍采用的敷设方式。由于直埋蒸汽管道施工完成后处于地下，现有技术无法有效观测到直埋工作管的运行状态，一旦发生工作管的蒸汽泄露，将会对整个管网系统的安全稳定运行和附近人员生命安全造成严重威胁。

对于工作管而言，其主要失效机理从原始发生部位上划分可分为内部老化和外部老化。其中，内部老化主要有冲蚀（杂质存在时，局部湍流处）、冲蚀+电化学腐蚀（间歇运转条件下）、电偶腐蚀（材质供货差异、引入其他金属）、电化学腐蚀（弯头或截面突变处，积污物或垢，局部腐蚀）、氧腐蚀（间歇运转、局部积水等加速之一过程）；外部老化主要是保护管局部泄漏导致保温层下局部腐蚀。外部和内部联合作用的老化主要体现在，由于热胀、内外载荷、土壤约束等造成的应力集中、疲劳、热拱或轴向失稳。

目前市场上可供选择的监测检测技术多为事后监测系统，如用于诊断保温是否性能下降或局部失效（分布式光纤法）；用于诊断外管接头或内管泄漏的电阻法、阻抗法、分布式光纤法、红外测温法等等，其主要作用是泄漏后确定漏点位置，以便维修。这些定期检测、监测和试验技术，难以起到预防性检查的作用。

技术实现要素：

为解决内滑动型式热网现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种直埋蒸汽保温管局部损伤在线监测的装置，能够进行关键敏感部位的局部损伤在线监测，将对管道结构完整性有显著的预防性作用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种直埋蒸汽保温管局部损伤在线监测的装置，包括能够通过直埋方式套设在蒸汽工作管外周被测位置处的外护管、能够紧贴蒸汽工作管外壁固定的磁致伸缩带以及套设在磁致伸缩带外周的电磁超声导波探头；外护管的内壁设置有保温层，电磁超声导波探头与排线相连，排线为整体均为耐高温的高温排线或主要由高温排线和常温排线相连而成的组合排线；外护管上设置有与其连通的管体以供排线的外端伸出外护管与电磁超声探测仪相连；

当排线为组合排线时，高温排线位于外护管内，常温排线位于管体内。

作为优选方案，电磁超声导波探头包括至少一个电磁激励线圈。

作为优选方案，排线的首端连接电磁超声导波探头，其末端具有连接电磁超声探测仪的引出接头；引出接头做防水处理。

作为优选方案，每个电磁激励线圈对应的引出接头设置两个信号接口。

作为优选方案，磁致伸缩带通过高温夹具固定在蒸汽工作管的外壁上与蒸汽工作管的紧密耦合。

作为优选方案，磁致伸缩带采用铁钴带，铁钴带的尺寸为：宽度×厚度=50mm×0.1mm。

作为优选方案，排线位于外护管内的部分的长度为2～3米。

作为优选方案，管体为防潮管或疏水管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用电磁超声导波监测技术进行关键敏感部位的局部损伤在线监测，将对管道结构完整性有显著的预防性作用，不同于其他漏后状态监测系统，该监测系统有助于优化后期检维修部位和时间窗口，变漏后处理为提前预防，改变当前直埋蒸汽管道维检被动的局面。

2、电磁超声导波监测具有磁致伸缩工作原理，同传统超声检测系统相比：（1）在管道局部腐蚀检测上，可以在管道内激发沿管道整体传播的低频声场，因此可以检测较长管道范围（如0.3m-200m，取决于介质和被检对象情况），且可以一次性检测内外部局部腐蚀，而传统方法只能检测探头下有限的检测声场；（2）采用磁致伸缩可适应高温在线、高温短时等的监测、检测工作，而传统超声检测系统对高温下的耦合条件要求高，实现成本高且一般难以实现。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中磁致伸缩带与电磁激励线圈的布置示意图。

附图标记：1-蒸汽工作管，2-保温层，3-外护管，4-管体，5-电磁超声导波探头，6-磁致伸缩带，7-高温夹具，8-高温排线，9-常温排线，10-引出接头。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种直埋蒸汽保温管局部损伤在线监测的装置，用于对蒸汽工作管1的局部探伤监测，其包括能够通过直埋方式套设在蒸汽工作管1外周被测位置处的外护管3、能够紧贴蒸汽工作管1外壁固定的磁致伸缩带6以及套设在磁致伸缩带6外周的电磁超声导波探头5。外护管3的内壁设置有保温层2，电磁超声导波探头5与排线相连。由于该装置的最高工作温度为500℃，因此排线为整体均为耐高温的高温排线8或主要由高温排线8和常温排线9相连而成的组合排线；外护管3上设置有与其连通的管体4以供排线的外端伸出外护管3与电磁超声探测仪相连；当排线为组合排线时，高温排线8位于外护管3内，常温排线9位于外护管3外。

电磁超声导波具有磁致伸缩工作原理，从而使得电磁超声导波探头5易于实现在线监测，具有较高的灵敏度。电磁超声导波探头5可检测1.5～3%的横截面损失的损伤，整个装置根据温度、规格、介质、结构可以实现最大的检测距离为150m。

排线的首端具有连接电磁超声导波探头5的探头接口，其末端具有连接电磁超声探测仪的引出接头10。为了防止水侵入而影响监测，探头接口和/或引出接头10与排线和/或电磁超声导波探头5的连接处均做水密处理。

电磁超声导波探头5包括至少一个电磁激励线圈，磁致伸缩带6紧贴蒸汽工作管1的外周，电磁激励线圈套设在磁致伸缩带6的外周。磁致伸缩带6在使用前，需要进行预磁化。每个电磁激励线圈对应的引出接头10设置两个信号接口。磁致伸缩带6通过高温夹具7固定在蒸汽工作管1的外壁上与蒸汽工作管1的紧密耦合，实现声能传递。因为蒸汽管道温度高，故不采用固化胶的方式将磁致伸缩带和蒸汽工作管紧密粘贴。作为一个典型的实施方式，磁致伸缩带6为铁钴带，所有电磁激励线圈固定在铁钴带上，然后将铁钴带套在蒸汽工作管外壁上。铁钴带的尺寸为：宽度×厚度=50mm×0.1mm。

优选地，排线位于外护管3内的部分的长度为2～3米；管体4为防潮管或疏水管，该管体垂直地与外护管相连，以便于排线的引出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。